[发明专利]一种碘吸附材料及其制备方法和应用

说明书

本发明实施例公开了一种碘吸附材料及其制备方法和应用，该制备方法包括：(a)将三价铁盐水合物、二价铜盐水合物和乙酸盐混合，得到混合物；(b)向混合物中添加多羟基化合物、搅拌、超声处理，得到混合溶液；(c)将混合溶液升温至160‑180℃，并保温密闭反应8‑10h；(d)将反应后的混合溶液离心，收集沉淀物、洗涤、真空干燥，即得所述碘吸附材料；本发明制备方法制备得到的碘吸附材料具备优异的磁性能和吸附性能，而且制作成本较低；此外，该制备方法能够促进纳米材料的生长，提高产率，且操作简单，仅需一步反应，利于工业生产。

技术领域

本发明实施例涉及碘吸附处理技术领域，具体涉及一种碘吸附材料及其制备方法和应用。

背景技术

核裂变中产生的¹²⁹I和¹³¹I两种放射性污染源因为¹²⁹I的高放射性和¹³¹I极长的半衰期(1.7×10⁷年)以及二者极强的渗透能力给核废料的处理带来了很大的挑战；目前已经开发出吸附剂主要包括活性炭吸附剂、改性沸石分子筛结构吸附剂、纳米金属盐与金属氧化物吸附剂等。

然而，现有的活性炭吸附剂只能吸附碘分子，而核裂变产生的放射性碘是以CsI或者Cs₂I₂的形式存在的；事先需要对于碘负离子进行氧化处理，导致处理流程复杂；同时活性炭材料制备的重现性表现不佳，且该类材料吸附后回收比较困难。

目前中国核电站普遍使用的吸附剂为镀银沸石材料；该类材料的吸附能力不佳，吸附量从100-250mg/g不等(吸附量＝被吸附碘离子质量/吸附剂质量)，并且金属银的价格昂贵，此外，该类材料吸附后同样回收比较困难。

现有纳米金属盐与金属氧化物吸附剂大多采用铌酸盐、钛酸盐或者铋酸盐作为基底，复合其他金属盐或者金属氧化物。当复合银盐或者氧化银时，材料对于碘离子的吸附性能优异(吸附量为400-800mg/g)，但是该类材料成本昂贵。金属为铋时成本得到有效控制，但不同的工艺和复合材料会有不同的吸附量(100-700mg/g)，具有较高吸附量(300-700mg/g)的此类材料需要的工艺流程十分复杂，制备对水氧敏感，并需要加入多种辅助因子辅助材料合成，不适合工业化。而低吸附量的材料因为吸附量小，而严重制约了其工业化价值，同时该类材料吸附后回收也比较困难。

发明内容

为此，本发明实施例第一目的提供一种碘吸附材料，以解决现有吸附材料吸附量较低、成本较高以及回收比较困难的问题。

本发明实施例第二目的提供一种碘吸附材料的制备方法，该制备方法操作简单；而且制备得到的碘吸附材料具有优异的对碘单质和碘离子的吸附性能以及磁性能、成本较低、易于存储和运输。

本发明实施例第三目的提供一种碘吸附材料在溶液中碘离子吸附中的应用，该应用能够有效去除溶液中的碘离子，其吸附量达到350.68mg/g。

为了实现上述目的，本发明的实施方式提供如下技术方案：

在本发明的实施方式的第一方面中，提供了一种碘吸附材料的制备方法，该制备方法包括如下步骤：

(a)将三价铁盐水合物、二价铜盐水合物和乙酸盐混合，得到混合物；

(b)向混合物中添加多羟基化合物、搅拌、超声处理，得到混合溶液；

(c)将混合溶液升温至160-180℃，并保温密闭反应8-10h；

(d)将反应后的混合溶液离心，收集沉淀物、洗涤、真空干燥，即得所述碘吸附材料。